[發(fā)明專利]鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711444489.1
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108101016B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 李化全;孫鵬
• 申請（專利權）人: 山東東佳集團股份有限公司
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

1.一種鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法，其特征在于：步驟如下：

(1)硫酸法鈦白粉副產硫酸亞鐵的純化與除雜：

將硫酸法鈦白粉副產硫酸亞鐵配置為濃度為100-150g/L的硫酸亞鐵溶液，加入硫化鈉溶液，攪拌，靜置，過濾，得硫酸亞鐵溶液；

(2)磷酸鐵的制備：

向硫酸亞鐵溶液中加入磷酸調節(jié)pH至2.0-2.5，攪拌，靜置后過濾；繼續(xù)向濾液中加入磷酸調節(jié)pH至1.5-2.0，加入表面活性劑，在攪拌下滴加雙氧水，滴完后停止攪拌，在60-80℃的恒溫水浴中靜置40-60min，過濾，得白色沉淀，真空干燥后研磨，得磷酸鐵；

(3)磷酸鐵鋰的制備：

a、將碳酸鋰和磷酸鐵混合研磨，采用聚氨酯罐和剛玉介質研磨，研磨轉速控制在1000-1500r/min，研磨10-20min后，取出；

b、采用咖啡磨剪切研磨3-5min后，將物料裝入石英匣體，于氮氣保護下焙燒，采用氮氣吹掃冷卻；

c、再次采用聚氨酯罐和剛玉介質研磨，研磨轉速控制在1500-2000r/min，研磨10-20min后，取出；

d、再次采用咖啡磨剪切研磨3-5min后，將物料裝入石英匣體，于空氣狀態(tài)下焙燒6-8小時，自然冷卻到室溫，采用輥壓磨進行破碎處理；

(4)磷酸鐵鋰離子化處理：

輥壓后磷酸鐵鋰放入咖啡磨，加入銳鈦型二氧化鈦、氧化鎂剪切研磨，經(jīng)篩分后得產品；

步驟(2)中，所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉和尿素，所述的表面活性劑與硫酸亞鐵溶液的質量比為0.06-0.014:1；

步驟(3)中，所述的于氮氣保護下焙燒，焙燒溫度為300-350℃，焙燒時間為3-5小時；

步驟(3)中，所述的采用輥壓磨進行破碎處理，輥壓磨壓力為100-300kg，雙輥間隙為1-3mm，物料停留時間為1-3s；

所制備的磷酸鐵鋰粒徑D₁₀：0.7-1.0um，D₅₀：1.8-2.3um，D₉₀：5.7-8.9um，振實密度在0.9-1.3g/cm³，比表面積在12-16m²/g，pH在8-12，碳含量小于1.1％；采用該材料制備的電池容量大于150mA.h/g，效率在95-97％之間，中位電壓在3.0-3.3V之間，倍率大于89％。

2.根據(jù)權利要求1所述的鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法，其特征在于：步驟(1)中，所述的硫化鈉溶液的濃度為30-50g/L。

3.根據(jù)權利要求1所述的鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法，其特征在于：步驟(2)中，所述的磷酸的濃度為150-200g/L。

4.根據(jù)權利要求1所述的鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法，其特征在于：所述的十二烷基苯磺酸鈉和尿素的質量比為1-2：3-5。

5.根據(jù)權利要求1所述的鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法，其特征在于：步驟(2)中，所述的硫酸亞鐵溶液與雙氧水的體積比為1：1-1.6。

6.根據(jù)權利要求1所述的鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法，其特征在于：步驟(3)中，所述的碳酸鋰與磷酸鐵的質量比1.5-1.8：1。

7.根據(jù)權利要求1所述的鈦白副產硫酸亞鐵制備磷酸鐵鋰的方法，其特征在于：步驟(4)中，所述的銳鈦型二氧化鈦的加入量為磷酸鐵鋰質量的0.5-1.2％；所述的氧化鎂的加入量為磷酸鐵鋰質量的0.3-0.8％。